基于协同控制理论的非线性直流附加控制器设计

发布时间：2020-03-26 20:38

【摘要】：为提高高压直流联络线所连交流系统的暂态稳定性,针对大规模交直流互联电网的非线性及其建模的不准确性,设计了一种新型的基于协同控制的直流附加控制器并将其用于多区域交直流混联系统中。首先根据各区域惯量中心设计合适的宏变量和流形,推导出基于协同控制直流附加控制器的解析表达式;然后以区域惯量中心角频率偏差和直流功率偏差最小为目标函数,采用遗传算法优化控制器参数;最后将所设计的控制器分别用于两区域交直流并联系统和多馈入系统,并采用PSCAD搭建详细模型进行时域仿真。仿真结果表明,与基于极点配置线性化方法和基于滑模控制非线性方法的直流附加控制器相比,提出的协同控制方法具有更好的控制效果,能够有效地抑制区间功率振荡。此外,该控制器的推导对系统模型的依赖性不强,且对不同负荷模型、不同运行方式和广域测量信号的延时具有较强的鲁棒性。
【图文】：

辈捎霉阌虿饬啃藕攀保嗤饬啃藕?的时滞是一个必须考虑的问题，国内外运行的广域测量系统的实测总延时约为60~80ms［19］。文献［20］表明在南方电网中考虑到广域通信时延、控制中央站的数据处理时延、相量测量单元的频率计算时延以及直流极控执行，控制子站模拟量指令的时延，整个控制回路的时延约110ms。在图4所示系统中，，1s时母线9发生0.1s三相金属性接地短路故障情况下，分别对广域测量信号ωi设置80ms、160ms时滞，与没有时滞的附加CSC仿真对比结果如图11所示。从图11中可以看出，80ms的时滞对本文所提图9不同负荷时G1相对于G3的功角Fig.9PowerangleofG1relativetoG3fordifferentloadmodels6020-20功角／（°）2468t／sSGCCSCSMC0102501250直流功率／MW2468t／s（b）直流联络线输送有功功率SGCCSCSMC6030-30功角／（°）0246810t／s0（a）G1相对于G3的功角SGCCSCSMC无控制10图6母线7故障时域仿真曲线图Fig.6Time-domainsimulativecurveforfaultatbus-7500200-100交流功率／MW2468t／s（c）交流联络线输送有功功率SGCCSCSMC10无控制无控制0图8宏变量各分量变化图Fig.8Variationofdifferentcomponentsofmacrovariable0.0040-0.004ω12-0.50Pdc-Pdc0-1.00.5流形图7宏变量变化图Fig.7Curveofmacro-variable40-4宏变量2468t／s010图10不同运行方式下G1相对于G3的功角Fig.10PowerangleofG1relativetoG3fordifferentoperatingmodes4015-10功角／（°）

s0（a）G1相对于G3的功角SGCCSCSMC无控制10图6母线7故障时域仿真曲线图Fig.6Time-domainsimulativecurveforfaultatbus-7500200-100交流功率／MW2468t／s（c）交流联络线输送有功功率SGCCSCSMC10无控制无控制0图8宏变量各分量变化图Fig.8Variationofdifferentcomponentsofmacrovariable0.0040-0.004ω12-0.50Pdc-Pdc0-1.00.5流形图7宏变量变化图Fig.7Curveofmacro-variable40-4宏变量2468t／s010图10不同运行方式下G1相对于G3的功角Fig.10PowerangleofG1relativetoG3fordifferentoperatingmodes4015-10功角／（°）2468t／sSGCCSCSMC01012第37卷电力自动化设备

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本文编号：2601935